JPH0573607A - ベクトル命令生成処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 計算機における、コンパイラ処理に関し、ベ
クトル化並列処理プログラムを効率よく生成できる、ベ
クトル命令生成処理方法を目的とする。 【構成】 所定の原始プログラムから、並列処理化した
ベクトル命令列を有する目的プログラムを生成する計算
機の処理において、第１処理段階１で、該原始プログラ
ムの所要部分について、単一処理としてベクトル命令列
を生成し、第２処理段階２で、該ベクトル命令列を複写
して、所要の並列処理数のベクトル命令列とし、処理対
象のデータを分割して、該並列処理数のベクトル命令列
に配分し、各該ベクトル命令列のオペランドを、それぞ
れ該配分したデータに対応するオペランドに変更して並
列処理プログラムとするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機のプログラム生
成処理において、複数のベクトル処理装置で並列処理す
るように、ベクトル化した並列処理プログラムを生成す
るためのベクトル命令生成処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】原始プロ
グラムから、並列処理化した目的プログラムを生成する
ための、自動並列化コンパイラの処理においては、いわ
ゆるループスライスの手法により、ループをなすプログ
ラム部分を、複数のループに分割して、複数の処理装置
で並列に各ループを実行するようにする。

【０００３】即ち、ループスライス法では図５に示すよ
うに、原始プログラムに、例えば制御変数Ｉについて１
からＮまで繰り返すループがある場合に、これを例えば
２つのループに分割して、１からＮ／２までのループ
と、Ｎ／２＋１からＮまでのループにする。

【０００４】なおこの場合に、並列化によって単一シー
ケンシャル処理の場合と処理順序の変化が生じるので、
並列化に先立って、公知のいわゆるデータ依存関係解析
処理を行って、チェック及び必要な処置をする。

【０００５】データ依存関係解析処理では、その処理順
序の変化によって、元のプログラム論理との矛盾（更新
内容が参照されるべきなのに、更新前に参照が行われる
ように順序が変わる等）を生じないかをチェックし、矛
盾を生じない場合、あるいは矛盾発生を除くように処置
した上で、以上のようなスライス処理を行う。

【０００６】又、いわゆるベクトル処理装置で実行され
るためのベクトル命令列を生成する、いわゆる自動ベク
トル化コンパイラの処理では、公知のように原始プログ
ラムの各最内ループを、ループに代わる処理を行うベク
トル命令の列に置き換えることができる。

【０００７】従って、図５に示すように、ループスライ
スで分割された各ループを、自動ベクトル化コンパイラ
で処理することにより、複数のベクトル処理装置で並列
処理するベクトル化プログラムが生成できる。

【０００８】しかし、この自動ベクトル化処理は、比較
的多量の翻訳時間を要する処理であり、以上の方法によ
れば並列化とベクトル化を行う場合には、このベクトル
化処理時間が更に並列数倍され、コンパイラ処理の時間
を非常に増大する。

【０００９】本発明は、ベクトル化並列処理プログラム
を効率よく生成できる、ベクトル命令生成処理方法を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の構成を
示すブロック図である。図はベクトル命令生成処理方法
の構成であって、所定の原始プログラムから、並列処理
化したベクトル命令列を有する目的プログラムを生成す
る計算機の処理である。

【００１１】第１処理段階１で、該原始プログラムの所
要部分について、単一処理としてベクトル命令列を生成
する。第２処理段階２で、該ベクトル命令列を複写し
て、所要の並列処理数のベクトル命令列とし、処理対象
のデータを分割して、該並列処理数のベクトル命令列に
配分し、各該ベクトル命令列のオペランドを、それぞれ
該配分したデータに対応するオペランドに変更して並列
処理プログラムとする。

【００１２】

【作用】本発明の処理方法により、比較的長い翻訳時間
を要する自動ベクトル化処理が、処理の並列数に関わら
ず１回にまとめられ、その後でベクトル化プログラムを
並列処理数に複写して、オペランドを所要の値に置き換
えることによって、並列処理プログラムを生成するの
で、ベクトル化並列処理プログラムの生成処理時間を大
幅に減少することができる。

【００１３】

【実施例】図２は本発明の実施例の処理の流れを示す図
であり、処理段階１において、先ず処理ステップ10で自
動ベクトル化処理により、単一のシーケシャル処理のま
ゝベクトル化して、ベクトル命令列を生成する。

【００１４】次に処理ステップ11で、このベクトル命令
列についてデータ依存関係解析処理を行い、ベクトル演
算範囲に現れるデータについて、前記のような意味の依
存関係を求める。

【００１５】処理ステップ12で、データ依存関係の結果
等に基づいてベクトル命令の検査処理を行い、並列化不
可能部分を可能な限り小部分にまとめて分離することに
より、並列化可能部分を大きくして取り出し、又並列の
処理間で同一のデータにアクセスが生じる場合には、必
要な同期及び排他制御のための命令を挿入する位置を指
定しておく。

【００１６】処理ステップ13で識別して、以上で並列化
可能なベクトル命令列が得られた場合には、ベクトル命
令列及び必要な制御情報を第２処理段階へ渡すので、第
２処理段階の処理ステップ14で並列化可能部分のベクト
ル命令列を所定の並列数になるように複写する。

【００１７】処理ステップ15で、各並列処理にデータを
分割して割り当てるように、複写したベクトル命令のオ
ペランドの内容を置き換える。処理ステップ16で、それ
らの分担するデータに対応して、必要な同期処理、排他
制御処理のための命令を、指定の位置に挿入し、処理ス
テップ17で各並列処理部分の前後に並列処理の開始及び
終了の手続きを付加する。

【００１８】図３及び図４は、以上の処理をプログラム
例について説明する図であり、図３(a）は原始プログラ
ムのループの例であり、(b）はそれを目的プログラムに
より近い表現の中間命令に変換した、いわゆる中間表現
のプログラムである。なお、図の中の、等は両プロ
グラムの対応を示している。

【００１９】図３(b）のプログラムについて、公知のベ
クトル化処理により、ベクトル化不可部分を分離し
て、その他のベクトル化可能部分をベクトル命令列に変
換した結果が図３(c）である。

【００２０】図３(c）において、「SVCT」と「EVCT」と
は、それぞれベクトル演算の開始及び終了を示すために
挿入された命令であり、又「VSUM」は総和の演算を行う
ベクトル命令、「VRC 」は一次回帰演算のベクトル命令
であり、その他「VLOAD 」等のように、「V 」を冠した
ものがベクトル命令で、それぞれV に続く名前で示す
「LOAD」等をベクトルデータについて実行する命令を表
している。

【００２１】又、各ベクトル命令のオペランドにおい
て、「A(1:N)」のように表現されたものがベクトルデー
タを指示するオペランドであり、この例はベクトルデー
タA(1)からA(N)までを表す。

【００２２】なお、との部分は、データ依存関係に
よって、単純にはベクトル化できないので、特殊な変換
処理をしてベクトル化している。以上のようにして、単
一処理の場合のベクトル化を行った結果について、デー
タ依存関係解析の結果により、並列化が不可能な部分
を分離し、並列化可能な、、を複写して２並列処
理とし、オペランドを置き換え、同期、排他制御を追加
して図４の命令列を生成する。

【００２３】図４において、の部分に挿入されている
「SMUTEX」と「EMUTEX」は排他制御の開始と終了の命令
であり、並列の両処理で同一の変数SUM に値を代入して
いるので、排他制御が必要になる。

【００２４】又の部分で左側の処理に挿入されている
「POST」と、右側の「WAIT」とは同期制御の命令であ
り、左側の処理による配列データＥへのロード (POSTの
直前のVLOAD 命令) を、右側の処理によるＥのストア
(WAITの直後のVSTORE命令) より先に実行する必要があ
るために同期をとる。

【００２５】なお、本発明の方法は一重ループの場合に
特に有効であり、多重ループの部分については、その最
内ループを先ずベクトル化した後、外側のループについ
てループスライス法を適用すればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、計算機のコンパイラ処理において、ベクトル化
並列処理プログラムを効率よく生成できるという著しい
工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成を示す処理の流れ図

【図２】 本発明の実施例の処理の流れ図

【図３】 プログラム例を説明する図

【図４】 プログラム例を説明する図

【図５】 ループスライスの例を説明する図

【符号の説明】

１ 第１処理段階 ２ 第２処理段階 10〜17 処理ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 英樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の原始プログラムから、並列処理化
   したベクトル命令列を有する目的プログラムを生成する
   計算機の処理において、 該原始プログラムの所要部分について、単一処理として
   ベクトル命令列を生成し(1)、 該ベクトル命令列を複写して、所要の並列処理数のベク
   トル命令列とし、 処理対象のデータを分割して、該並列処理数のベクトル
   命令列に配分し、 各該ベクトル命令列のオペランドを、それぞれ該配分し
   たデータに対応するオペランドに変更して並列処理プロ
   グラムとする(2）ように構成されていることを特徴とす
   るベクトル命令生成処理方法。